基因表达调控常用分子生物学技术培训课件
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第16章基因表达的调节ppt课件
蛋白质活性控制
操纵子转录调节的两种方式
阴性调控（negative control）—— 阻遏物蛋白（repressor ） 对基因开关（操纵基因,O基因）进行的调节。阻遏物蛋白结合在 操纵基因上则转录不能进行，它的活性受小分子诱导物影响。阻 遏物是由调节基因i表达的。
阳性调控（positive control）—— 激活物蛋白（activator）对 RNA聚合酶的转录进行的调节。激活物蛋白结合在启动基因(P基 因)上游的某个区域以增强RNA聚合酶的转录活性，它的活性也受 小分子的影响。
（基因调节蛋白）
RNA聚合酶和 通用转录因子
（调节区域）
真核基因调节区由启动子和基因调节序列组成 RNA 聚合酶II 和通用转录因子结合在启动子上 基因调节蛋白作用于基因调节序列，这些基因调节序列散布在基因的 上、下游，对其的调节是远距离的。
蛋白质与核酸的相互作用是调节基因表达的分子基础
大多数基因调节蛋白分子都有一套与DNA结合的特定基 序(motif)，如螺旋-转角-螺旋，亮氨酸拉练结构，锌指结构 和螺旋-环-螺旋等。
真核基因调节区=启动子+DNA调节序列
真核基因转录起始复合物是由RNApol II和通用转录因子等组成的 复合体。
调节序列 ( 称顺式作用元件，cis-acting element ) 间隔地分布在启 动子的上下游，如增强子、沉寂子等，对转录起始复合物实现远距离调 节。
基因调节蛋白 ( 称反式作用因子, trans-acting factors )在细胞中可 扩散，有通用的和特异的，有固有的和诱导的，有激活性的和抑制性的， 对基因开关有选择性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
阴性调控
阳性调控
阻遏物 激活物
分子生物学PPT课件
04 蛋白质的结构与功能
蛋白质的化学组成与结构
蛋白质的基本组成单 位
氨基酸，具有氨基和羧
基的有机化合物。
氨基酸的种类
20种常见氨基酸，根据 侧链R基的不同进行分 类。
蛋白质的一级结构
氨基酸的线性排列顺序 ，包括肽键和二硫键的 连接。
蛋白质的高级结构
二级结构（α-螺旋、β折叠等）、三级结构和 四级结构。
01
其他RNA
如miRNA、snRNA等，在基因表达调控、 RNA加工等方面发挥作用。
04
03
RNA的合成与加工
01
02
03
转录
以DNA为模板，通过RNA 聚合酶的作用，合成RNA 的过程。
加工
新合成的RNA需要经过一 系列加工过程，如剪接、 修饰等，才能成为成熟的 RNA分子。
转录后调控
通过RNA干扰、RNA编辑 等方式对RNA进行转录后 水平的调控，影响基因的 表达。
03
DNA连接酶的种类和应用
04
重组DNA分子的构建和筛选
PCR技术及其应用
01
PCR技术的原理及步骤
02
03
04
引物的设计与优化
PCR反应体系的组成及优化
PCR技术的应用举例
基因克隆与基因工程
基因克隆的定义和原理 基因表达载体的构建和选择
基因工程的基本步骤 基因工程的应用举例
分子生物学在医学、农业等领域的应用
医学领域的应用
基因诊断、基因治疗、药物研 发等
工业领域的应用
酶工程、发酵工程、生物制药 等
农业领域的应用
转基因作物、基因编辑育种、 农业生物技术等
环境领域的应用
环境监测、污染治理、生态修 复等
分子生物学第七章原核生物基因表达调控
基因表达调控对于生物体的正常生长、发育、代谢和应激反应等 过程至关重要，是生物体适应环境变化和维持内环境稳态的重要 机制。
原核生物基因表达调控的特点
01
原核生物基因表达调控通常由特 定的转录因子、RNA聚合酶以及 其他调控蛋白介导，通过与DNA 的结合或解离来调节基因转录。
02
原核生物基因表达调控具有快速 响应环境变化的特点，能够在短 时间内调整基因表达模式，以适 应外界刺激和压力。
翻译后加工的调控
翻译后加工的调控
在翻译后加工阶段，新合成的蛋白质经过一系列修饰和加工，最终成为具有生物学活性的蛋白质。原 核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性来调控翻译后加工过程。此外，原核生物还可以通过控制 蛋白质的稳定性来影响其功能和表达水平。
总结
翻译后加工是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性，以及蛋白质 的稳定性来精细调控基因表达。
翻译延伸的调控
翻译延伸的调控
在翻译延伸阶段，核糖体沿着mRNA移动，将氨基酸组装成蛋白质。原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活 性，以及核糖体的合成和组装来调控翻译延伸。此外，原核生物还可以通过控制mRNA的结构和稳定性来影响翻 译延伸。
总结
翻译延伸是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活性，以及核糖体的合成和组装， 以及mRNA的结构和稳定性来精细调控基因表达。
翻译起始的调控
原核生物通过控制翻译起始来调控基因表达。在翻译起始阶段， mRNA与核糖体结合，招募翻译所需的起始因子和其他成分。原 核生物通过控制起始因子的合成和活性，以及mRNA与核糖体的 结合来调控翻译起始。
总结
翻译起始是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译起 始因子的合成和活性，以及mRNA与核糖体的结合来精细调控基 因表达。
原核生物基因表达调控的特点
01
原核生物基因表达调控通常由特 定的转录因子、RNA聚合酶以及 其他调控蛋白介导，通过与DNA 的结合或解离来调节基因转录。
02
原核生物基因表达调控具有快速 响应环境变化的特点，能够在短 时间内调整基因表达模式，以适 应外界刺激和压力。
翻译后加工的调控
翻译后加工的调控
在翻译后加工阶段，新合成的蛋白质经过一系列修饰和加工，最终成为具有生物学活性的蛋白质。原 核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性来调控翻译后加工过程。此外，原核生物还可以通过控制 蛋白质的稳定性来影响其功能和表达水平。
总结
翻译后加工是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性，以及蛋白质 的稳定性来精细调控基因表达。
翻译延伸的调控
翻译延伸的调控
在翻译延伸阶段，核糖体沿着mRNA移动，将氨基酸组装成蛋白质。原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活 性，以及核糖体的合成和组装来调控翻译延伸。此外，原核生物还可以通过控制mRNA的结构和稳定性来影响翻 译延伸。
总结
翻译延伸是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活性，以及核糖体的合成和组装， 以及mRNA的结构和稳定性来精细调控基因表达。
翻译起始的调控
原核生物通过控制翻译起始来调控基因表达。在翻译起始阶段， mRNA与核糖体结合，招募翻译所需的起始因子和其他成分。原 核生物通过控制起始因子的合成和活性，以及mRNA与核糖体的 结合来调控翻译起始。
总结
翻译起始是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译起 始因子的合成和活性，以及mRNA与核糖体的结合来精细调控基 因表达。
分子生物学课件 第9章 原核生物基因调控
C蛋白与Ara结合成C-Ara复合物是Ci型诱导蛋白，
结合araI时，araI作为正控制的元件，促进araBAD 基 因的表达 。
34
9.7 翻译水平的调控
9.7.1反义RNA的调控
聂理
35
反义RNA
反义RNA有多种符号 = antisense RNA = -RNA = stRNA(small temporal RNA) = micRNA（ mRNA-interfering complementary RNA） 即 干扰和抑制mRNA翻译的互补RNA片段
为诱导物开启lac操纵子结构基因……。
17
9.4.2乳糖操纵子正控制机理
CRP：cyclic AMP receptor protein， =“cAMP受体蛋白”， =“降解物基因活化蛋白（CAP）” ①当环境中有葡糖时： 抑制cAMP 产生，纯CAP是失活态蛋白。 ②当环境中无葡糖时： 有利于 cAMP 产生和cAMP-CAP形成。
22
9.5.2 衰减子
衰减子也叫弱化子
attenuator
聂理
23
9.5.2.1衰减子组成
trp操纵子前导区L，转录出RNA前导序列161nt。
1~26nt翻译的 SD序列区
27~71nt含14个氨基酸 密码的前导肽区
115~159nt衰减子区
具有终止子 结构特征
24
9.5.2.2衰减子调控机制
41
9.7.3 核开关 riboswitch
核开关也叫核糖开关。 是mRNA所形成的调节基因表达的结构。 在mRNA的非翻译区（5’-UTR,3’-UTR）， 与小分子效应物可逆结合而改变其结构， 根据构象特征信号来影响mRNA的表达， （如影响转录、翻译等） 从而达到调控基因开关的目的。
结合araI时，araI作为正控制的元件，促进araBAD 基 因的表达 。
34
9.7 翻译水平的调控
9.7.1反义RNA的调控
聂理
35
反义RNA
反义RNA有多种符号 = antisense RNA = -RNA = stRNA(small temporal RNA) = micRNA（ mRNA-interfering complementary RNA） 即 干扰和抑制mRNA翻译的互补RNA片段
为诱导物开启lac操纵子结构基因……。
17
9.4.2乳糖操纵子正控制机理
CRP：cyclic AMP receptor protein， =“cAMP受体蛋白”， =“降解物基因活化蛋白（CAP）” ①当环境中有葡糖时： 抑制cAMP 产生，纯CAP是失活态蛋白。 ②当环境中无葡糖时： 有利于 cAMP 产生和cAMP-CAP形成。
22
9.5.2 衰减子
衰减子也叫弱化子
attenuator
聂理
23
9.5.2.1衰减子组成
trp操纵子前导区L，转录出RNA前导序列161nt。
1~26nt翻译的 SD序列区
27~71nt含14个氨基酸 密码的前导肽区
115~159nt衰减子区
具有终止子 结构特征
24
9.5.2.2衰减子调控机制
41
9.7.3 核开关 riboswitch
核开关也叫核糖开关。 是mRNA所形成的调节基因表达的结构。 在mRNA的非翻译区（5’-UTR,3’-UTR）， 与小分子效应物可逆结合而改变其结构， 根据构象特征信号来影响mRNA的表达， （如影响转录、翻译等） 从而达到调控基因开关的目的。
生物化学》ppt课件14.第十四章-基因表达调控
操纵子(operon)是原核生物中几个功能相关的 结构基因成簇串联排列组成的一个基因表达的协 同单位。操纵子的本质是DNA序列。
1.操纵子的结构与功能
一个操纵子=调节序列+启动序列+操纵序列+编码序列
⑴调节序列(inhibitor,I):编码一种阻遏蛋白(repressor) 。 ⑵启动序列(promoter,P):结合RNA聚合酶，启动转录。 ⑶操纵序列(operator,O):阻遏蛋白的结合位点。 ⑷编码序列(coding sequence):编码功能性蛋白，2~6个。
第一节 基因表达调控的 概念和原理
(Concept and principle： Regulation of Gene Expression)
一、基因表达调控的概念
(一)基因表达(gene expression) 是指基因经过
转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白 质分子的过程。
(二)基因表达的时间性及空间性
转录激活域
谷氨酰胺富含域 脯氨酸富含域
蛋白质-蛋白质结合域 (二聚化结构域)
1.同源结构域
2.锌指
3.碱C
H
C
Cys
H
His
其他氨基酸
(四)真核生物基因表达调控模式
1.真核生物基因表达调控较复杂，除转录起始阶段 受到调节外，在转录后水平、翻译水平及翻译后水平 等均受调控。
2.真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的 转录起始复合物。
白 因 子 ， 决 定 三 种 RNA(mRNA 、 tRNA 及 rRNA)转录的类别。
2.特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时
1.操纵子的结构与功能
一个操纵子=调节序列+启动序列+操纵序列+编码序列
⑴调节序列(inhibitor,I):编码一种阻遏蛋白(repressor) 。 ⑵启动序列(promoter,P):结合RNA聚合酶，启动转录。 ⑶操纵序列(operator,O):阻遏蛋白的结合位点。 ⑷编码序列(coding sequence):编码功能性蛋白，2~6个。
第一节 基因表达调控的 概念和原理
(Concept and principle： Regulation of Gene Expression)
一、基因表达调控的概念
(一)基因表达(gene expression) 是指基因经过
转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白 质分子的过程。
(二)基因表达的时间性及空间性
转录激活域
谷氨酰胺富含域 脯氨酸富含域
蛋白质-蛋白质结合域 (二聚化结构域)
1.同源结构域
2.锌指
3.碱C
H
C
Cys
H
His
其他氨基酸
(四)真核生物基因表达调控模式
1.真核生物基因表达调控较复杂，除转录起始阶段 受到调节外，在转录后水平、翻译水平及翻译后水平 等均受调控。
2.真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的 转录起始复合物。
白 因 子 ， 决 定 三 种 RNA(mRNA 、 tRNA 及 rRNA)转录的类别。
2.特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时
分子生物学ppt课件完整版
肿瘤标志物
寻找和验证肿瘤特异性标志物，用于肿瘤的早期诊断、预后评估和 个性化治疗。
肿瘤免疫治疗
利用分子生物学技术，研究和开发肿瘤免疫治疗策略，如CAR-T细胞 疗法等。
免疫学中的分子生物学应用
免疫相关基因
研究免疫相关基因的突变、表达和调控，揭示免疫应答和免疫疾 病的分子机制。
疫苗研发
利用分子生物学技术，研究和开发新型疫苗，如mRNA疫苗、 DNA疫苗等。
03
DNA修复机制
当DNA受到损伤时，细胞会启动修复机制对损伤进行修复。常见的修
复方式包括直接修复、切除修复和重组修复等。这些修复机制能够确保
遗传信息的稳定性和准确性。
03
RNA的结构与功能
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸，由磷酸、核糖 和碱基组成。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌 呤（A）、鸟嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U ）。
基因诊断与治疗
基因诊断
通过检测特定基因或基因突变来 预测或诊断疾病，如遗传性疾病
、癌症等。
基因治疗
通过修改或替换病变基因来治疗 疾病，如基因编辑技术CRISPR-
Cas9等。
个性化医疗
基于患者的基因组信息，制定个 性化的治疗方案，提高治疗效果
和减少副作用。
肿瘤分子生物学研究
肿瘤基因
研究肿瘤相关基因的突变、表达和调控，揭示肿瘤发生和发展的分 子机制。
分子生物学ppt课 件完整版
目 录
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 基因的表达与调控 • 分子生物学技术与方法 • 分子生物学在医学领域的应用
01
分子生物学概述
寻找和验证肿瘤特异性标志物，用于肿瘤的早期诊断、预后评估和 个性化治疗。
肿瘤免疫治疗
利用分子生物学技术，研究和开发肿瘤免疫治疗策略，如CAR-T细胞 疗法等。
免疫学中的分子生物学应用
免疫相关基因
研究免疫相关基因的突变、表达和调控，揭示免疫应答和免疫疾 病的分子机制。
疫苗研发
利用分子生物学技术，研究和开发新型疫苗，如mRNA疫苗、 DNA疫苗等。
03
DNA修复机制
当DNA受到损伤时，细胞会启动修复机制对损伤进行修复。常见的修
复方式包括直接修复、切除修复和重组修复等。这些修复机制能够确保
遗传信息的稳定性和准确性。
03
RNA的结构与功能
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸，由磷酸、核糖 和碱基组成。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌 呤（A）、鸟嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U ）。
基因诊断与治疗
基因诊断
通过检测特定基因或基因突变来 预测或诊断疾病，如遗传性疾病
、癌症等。
基因治疗
通过修改或替换病变基因来治疗 疾病，如基因编辑技术CRISPR-
Cas9等。
个性化医疗
基于患者的基因组信息，制定个 性化的治疗方案，提高治疗效果
和减少副作用。
肿瘤分子生物学研究
肿瘤基因
研究肿瘤相关基因的突变、表达和调控，揭示肿瘤发生和发展的分 子机制。
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目 录
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 基因的表达与调控 • 分子生物学技术与方法 • 分子生物学在医学领域的应用
01
分子生物学概述
《分子生物学技术》课件
基因克隆和序列分析
获取目标蛋白质的基因序列， 进行必要的克隆操作和序列分 析。
表达和纯化
将改造后的基因导入表达系统 ，表达并纯化目标蛋白质。
确定目标蛋白质
根据实际需求，选择需要改造 的蛋白质。
基因突变和改造
根据需要，对基因进行突变和 改造，以改变蛋白质的结构和 功能。
性能评估
对改造后的蛋白质进行性能评 估，包括结构和功能分析。
CHAPTER 03
蛋白质工程技术
蛋白质工程技术的定义与原理
蛋白质工程技术的定义
蛋白质工程技术是通过基因工程技术 对蛋白质进行改造，以达到改善或优 化蛋白质的特性和功能的一种技术手 段。
蛋白质工程技术的原理
基于基因工程技术，通过改变蛋白质 编码基因的序列，实现蛋白质结构和 功能的优化。
蛋白质工程技术的操作步骤
《分子生物学技术》 ppt课件
contents
目录
• 分子生物学技术概述 • 基因工程技术 • 蛋白质工程技术 • 基因组学技术 • 生物信息学技术
CHAPTER 01
分子生物学技术概述
定义与分类
定义
分子生物学技术是以分子为研究 基础，通过分析分子的结构、功 能和相互作用的科学方法。
分类
分子生物学技术包括基因工程技 术、蛋白质工程技术、基因组学 技术和生物信息学技术等。
详细描述：基因工程技术是一种利用重组DNA技术对生物体的遗传物质进行操作 的方法。其原理基于分子遗传学和生物化学的基本原理，通过人工设计和构建基 因表达载体，将外源基因导入受体细胞，实现基因的转移、表达和调控。
基因工程技术的操作步骤
总结词：全面解析
详细描述：基因工程技术主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检 测等步骤。其中，基因表达载体的构建是整个技术的核心环节，涉及到限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶的应用。
获取目标蛋白质的基因序列， 进行必要的克隆操作和序列分 析。
表达和纯化
将改造后的基因导入表达系统 ，表达并纯化目标蛋白质。
确定目标蛋白质
根据实际需求，选择需要改造 的蛋白质。
基因突变和改造
根据需要，对基因进行突变和 改造，以改变蛋白质的结构和 功能。
性能评估
对改造后的蛋白质进行性能评 估，包括结构和功能分析。
CHAPTER 03
蛋白质工程技术
蛋白质工程技术的定义与原理
蛋白质工程技术的定义
蛋白质工程技术是通过基因工程技术 对蛋白质进行改造，以达到改善或优 化蛋白质的特性和功能的一种技术手 段。
蛋白质工程技术的原理
基于基因工程技术，通过改变蛋白质 编码基因的序列，实现蛋白质结构和 功能的优化。
蛋白质工程技术的操作步骤
《分子生物学技术》 ppt课件
contents
目录
• 分子生物学技术概述 • 基因工程技术 • 蛋白质工程技术 • 基因组学技术 • 生物信息学技术
CHAPTER 01
分子生物学技术概述
定义与分类
定义
分子生物学技术是以分子为研究 基础，通过分析分子的结构、功 能和相互作用的科学方法。
分类
分子生物学技术包括基因工程技 术、蛋白质工程技术、基因组学 技术和生物信息学技术等。
详细描述：基因工程技术是一种利用重组DNA技术对生物体的遗传物质进行操作 的方法。其原理基于分子遗传学和生物化学的基本原理，通过人工设计和构建基 因表达载体，将外源基因导入受体细胞，实现基因的转移、表达和调控。
基因工程技术的操作步骤
总结词：全面解析
详细描述：基因工程技术主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检 测等步骤。其中，基因表达载体的构建是整个技术的核心环节，涉及到限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶的应用。
基因表达调控常用分子生物学技术培训课件
目录
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（四）多聚核蛋白体
不管真核还是原核的一条mRNA模板链都可附 着10～100个核蛋白体，这些核蛋白体依次结合起 始密码子并沿5′→3′方向读码移动，同时进行肽链 合成，这种mRNA与多个核蛋白体形成的聚合物 称为多聚核蛋白体 。
目录
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（三）终止
指核糖体A位出现mRNA的终止密码子后，多肽链合 成停止，肽链从肽酰-tRNA中释放出来，mRNA、核蛋白 体大、小亚基等分离的过程。 终止密码子不被任何氨基酰-tRNA识别，只有释放因子RF 能识别终止密码子而进入A位。
-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键; ➢ 并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活
性，使P位上的肽链与tRNA分离； ➢ 转位酶：催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的
距离，使下一个密码子定位于A位。
目录
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真核生物中具有起始功能的是：起始氨基酰-tRNAi: MettRNAiMet
目录
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第三节 肽链的生物合成过程
目录
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一、原核生物的肽链合成过程
整个过程可分为 ： ➢ 起始(initiation) ➢ 延长(elongation) ➢ 终止(termination )
蛋白质
AAA …3
蛋白质
非编码序列
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（四）多聚核蛋白体
不管真核还是原核的一条mRNA模板链都可附 着10～100个核蛋白体，这些核蛋白体依次结合起 始密码子并沿5′→3′方向读码移动，同时进行肽链 合成，这种mRNA与多个核蛋白体形成的聚合物 称为多聚核蛋白体 。
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（三）终止
指核糖体A位出现mRNA的终止密码子后，多肽链合 成停止，肽链从肽酰-tRNA中释放出来，mRNA、核蛋白 体大、小亚基等分离的过程。 终止密码子不被任何氨基酰-tRNA识别，只有释放因子RF 能识别终止密码子而进入A位。
-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键; ➢ 并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活
性，使P位上的肽链与tRNA分离； ➢ 转位酶：催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的
距离，使下一个密码子定位于A位。
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真核生物中具有起始功能的是：起始氨基酰-tRNAi: MettRNAiMet
目录
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第三节 肽链的生物合成过程
目录
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一、原核生物的肽链合成过程
整个过程可分为 ： ➢ 起始(initiation) ➢ 延长(elongation) ➢ 终止(termination )
蛋白质
AAA …3
蛋白质
非编码序列
相关主题
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（一）起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖 体结合而形成翻译起始复合物的过程。
1. 核蛋白体大小亚基分离； 2. mRNA在小亚基定位结合； 3. 起始氨基酰-tRNA的结合； 4. 核蛋白体大亚基结合，形成起始复合物。
蛋白质
AAA …3
蛋白质
非编码序列
核蛋白体结合位点
编码序列 起始密码子 终止密码子
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遗传密码
➢密码子（codon） 在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的
核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 ➢起始密码子和终止密码子：
K+ 等。
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第二节 氨基酸的活化
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➢ 氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的 过程称为氨基酸的活化。
➢ 参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶, 有高度特异性。
转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 6. 能源物质：ATP、GTP 7. 无机离子：Mg2+、 K+
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一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板
➢原核生物的多顺反子
5PPP
3
➢真核生物的单顺反子
5 mG P- PP
➢ 一条多顺反子mRNA序列上的每个基因编码序列均拥有 各自的S-D序列和起始AUG。
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（二）延长
➢ 指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入 核蛋白体并聚合成多肽链的过程；肽链延长 在核蛋白体上连续循环式进行，又称为核蛋 白体循环，包括以下三步： 1. 进位 2. 成肽 3. 转位
真核生物中具有起始功能的是：起始氨基酰-tRNAi: MettRNAiMet
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第三节 肽链的生物合成过程
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一、原核生物的肽链合成过程
整个过程可分为 ： ➢ 起始(initiation) ➢ 延长(elongation) ➢ 终止(termination )
反应过程
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
目录
二、肽链合成起始需要特殊的 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 氨基酰-tRNA
目前已知，尽管都携带着Met，但结合在起始密码子处的 Met-tRNA，与结合阅读框内部的Met密码子的Met-tRNA在 结构上是有差别的，是两种不同的tRNA。 在原核生物，起始氨基酰-tRNA是: fMet-tRNAfMet ，其中的 Met被甲酰化，成为N-甲酰甲硫氨酸；而参与肽链延长的是 甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet
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第一节 蛋白质生物合成体系
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➢ 蛋白质生物合成体系
1. 基本原料：20种编码氨基酸 2. 模板：mRNA 3. 适配器：tRNA 4. 装配机：核蛋白体 5. 主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、
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起始复合物形成过程
IF-2G-GGDTTPPPi
5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
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原核mRNA在小亚基上的准确定位和机制：
➢ 在各种mRNA起始AUG上游约8～13核苷酸部位，存在 一段由4～9个核苷酸组成的一致序列，富含嘌呤碱基， 称为S-D序列，又称核蛋白体结合位点( RBS)。
-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键; ➢ 并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活
性，使P位上的肽链与tRNA分离； ➢ 转位酶：催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的
距离，使下一个密码子定位于A位。
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二、核糖体是蛋白质生物合成的场所
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三、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 生物合成的适配器
tRNA的作用
➢ 运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带， 一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合 在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能；
（二）蛋白质因子
➢ 起始因子（原核 IF；真核 eIF） ➢ 延长因子（原核 EF；真核 eEF ） ➢ 释放因子（原核 RF；真核 eRF ）
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（三）能源物质及离子
➢ 蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP; ➢ 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、
起始密码子：AUG 终止密码子：UAA、UAG、UGA
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遗传密码的特点
1. 方向性 3. 简并性
2. 连续性 4. 通用性
5. 摆动性
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➢ 充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了 所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。
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四、蛋白质生物合成需要酶类、 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 蛋白质因子等
（一）重要的酶类
➢ 氨基酰-tRN至A位氨基酰
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（一）起始
指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核糖 体结合而形成翻译起始复合物的过程。
1. 核蛋白体大小亚基分离； 2. mRNA在小亚基定位结合； 3. 起始氨基酰-tRNA的结合； 4. 核蛋白体大亚基结合，形成起始复合物。
蛋白质
AAA …3
蛋白质
非编码序列
核蛋白体结合位点
编码序列 起始密码子 终止密码子
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遗传密码
➢密码子（codon） 在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的
核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这 种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 ➢起始密码子和终止密码子：
K+ 等。
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第二节 氨基酸的活化
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➢ 氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的 过程称为氨基酸的活化。
➢ 参与氨基酸的活化的酶：氨基酰-tRNA合成酶, 有高度特异性。
转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 6. 能源物质：ATP、GTP 7. 无机离子：Mg2+、 K+
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一、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板
➢原核生物的多顺反子
5PPP
3
➢真核生物的单顺反子
5 mG P- PP
➢ 一条多顺反子mRNA序列上的每个基因编码序列均拥有 各自的S-D序列和起始AUG。
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（二）延长
➢ 指在mRNA模板的指导下，氨基酸依次进入 核蛋白体并聚合成多肽链的过程；肽链延长 在核蛋白体上连续循环式进行，又称为核蛋 白体循环，包括以下三步： 1. 进位 2. 成肽 3. 转位
真核生物中具有起始功能的是：起始氨基酰-tRNAi: MettRNAiMet
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第三节 肽链的生物合成过程
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一、原核生物的肽链合成过程
整个过程可分为 ： ➢ 起始(initiation) ➢ 延长(elongation) ➢ 终止(termination )
反应过程
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰- tRNA
ATP
AMP＋PPi
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目前已知，尽管都携带着Met，但结合在起始密码子处的 Met-tRNA，与结合阅读框内部的Met密码子的Met-tRNA在 结构上是有差别的，是两种不同的tRNA。 在原核生物，起始氨基酰-tRNA是: fMet-tRNAfMet ，其中的 Met被甲酰化，成为N-甲酰甲硫氨酸；而参与肽链延长的是 甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet
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第一节 蛋白质生物合成体系
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➢ 蛋白质生物合成体系
1. 基本原料：20种编码氨基酸 2. 模板：mRNA 3. 适配器：tRNA 4. 装配机：核蛋白体 5. 主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、
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起始复合物形成过程
IF-2G-GGDTTPPPi
5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
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原核mRNA在小亚基上的准确定位和机制：
➢ 在各种mRNA起始AUG上游约8～13核苷酸部位，存在 一段由4～9个核苷酸组成的一致序列，富含嘌呤碱基， 称为S-D序列，又称核蛋白体结合位点( RBS)。
-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键; ➢ 并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活
性，使P位上的肽链与tRNA分离； ➢ 转位酶：催化核蛋白体向mRNA3’-端移动一个密码子的
距离，使下一个密码子定位于A位。
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二、核糖体是蛋白质生物合成的场所
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三、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 生物合成的适配器
tRNA的作用
➢ 运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带， 一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合 在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能；
（二）蛋白质因子
➢ 起始因子（原核 IF；真核 eIF） ➢ 延长因子（原核 EF；真核 eEF ） ➢ 释放因子（原核 RF；真核 eRF ）
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（三）能源物质及离子
➢ 蛋白质生物合成的能源物质为ATP和GTP; ➢ 参与蛋白质生物合成的无机离子有Mg2+、
起始密码子：AUG 终止密码子：UAA、UAG、UGA
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遗传密码的特点
1. 方向性 3. 简并性
2. 连续性 4. 通用性
5. 摆动性
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➢ 充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了 所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。
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四、蛋白质生物合成需要酶类、 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 蛋白质因子等
（一）重要的酶类
➢ 氨基酰-tRN至A位氨基酰